불임의 수수께끼는 잡초가 알고 있었다? 식물 단백질 SCEP3가 비추는 '생명의 출발선'

1. 불임의 실마리는 "길가의 잡초"에?

"인간의 불임 원인이 시로이누나즈나에서 발견될지도 모른다"──그런 한 마디가 현실감을 띠기 시작했습니다.
2025년 11월, 과학 뉴스 사이트 Phys.org는 레스터 대학교 등의 연구팀이 발견한 식물의 새로운 메커니즘을 소개했습니다. 연구 그룹은 식물의 생식 과정에서 "염색체를 올바르게 나누기 위한 메커니즘"을 자세히 분석하고, 그 열쇠를 쥐고 있는 단백질 "SCEP3"을 밝혀냈습니다.피지.org

언뜻 보기에 밭이나 실험실 안에서만의 이야기로 보일 수 있지만, 이 성과는 인간의 임신·유산 위험·유전성 질환의 이해에도 직결될 가능성이 있습니다.

2. 감수분열과 "크로스오버"라는 운명의 이벤트

우리 인간의 난자·정자, 그리고 식물의 꽃가루·난세포는 모두 일반적인 절반의 염색체 수만을 가지고 있습니다. 수정에 의해 아버지와 어머니의 절반씩이 합류하여 비로소 "풀세트"로 돌아옵니다.피지.org

이 "절반으로 만드는" 과정이 감수분열입니다.
여기서 중요한 것이, 쌍을 이룬 염색체끼리 일부를 교환하는 "크로스오버"입니다.

• 역할①: 염색체끼리 물리적으로 연결하여 분열 시에 제대로 좌우로 나누어지게 함

• 역할②: 아버지 유래·어머니 유래의 DNA를 섞어, 아이마다 다른 유전자의 조합을 만들어냄

이 크로스오버가 "부족하거나" "편중되면", 염색체 수의 이상이 발생하기 쉬워져, 인간에서는 유산이나 드문 유전병의 원인이 되는 것으로 알려져 있습니다. 식물에서도 마찬가지로, 불임이나 종자 형성의 실패로 이어집니다.피지.org

3. SCEP3란 무엇인가──"크로스오버의 배급 담당자"

이번 연구에서 주목받고 있는 것은 식물의 SCEP3라는 단백질입니다. Nature Plants에 게재된 논문에 따르면, 이 단백질은 감수분열 과정에서 크로스오버가모든 염색체 쌍에 골고루 퍼지도록 조정하는 역할을 맡고 있다고 보고되고 있습니다.피지.org

• 모델 식물:시로이누나즈나 (Arabidopsis thaliana)

• 염색체는 5쌍 (총 10개)

• 보통은 총 약 15회의 크로스오버가 발생

SCEP3가 정상적으로 작동하는 경우,

5쌍의 염색체 각각에 대략 3회씩 크로스오버가 발생

그러나 SCEP3가 결핍되면,

• A 염색체 쌍에는 4회

• B 염색체 쌍에는 0회

라는 식으로,일부에는 집중되고, 다른 일부에서는 전혀 일어나지 않는편중이 발생하게 됩니다. 그 결과, 감수분열의 최종 단계에서 염색체가 제대로 분배되지 않아 식물의 생식 능력이 크게 떨어지는 것으로 나타났습니다.피지.org

다시 말해, SCEP3는 "크로스오버라는 복권 추첨회를 공평하게 진행하는 사회자"와 같은 존재입니다.

4. 식물에서 인간으로: SIX6OS1이라는 "사촌" 유전자

그렇다면, 인간에서는 어떻게 되어 있을까요?

연구 그룹은 인간의 SIX6OS1이라는 유전자가 SCEP3의 상동에 해당한다고 지적하고 있습니다.피지.org
기능은 완전히 증명되지 않았지만, SCEP3의 분석 결과로부터,SIX6OS1도 크로스오버의 분포를 조정하는 데 중요한 역할을 할 가능성이 높다고생각되고 있습니다.

인간의 생식 세포에서는 중대한 오류가 발생하면 세포가 스스로 죽는 "자기 방어 시스템"이 작동하기 때문에, 오류를 가진 채로 성숙하는 세포를 상세히 추적하는 것이 매우 어렵다는 문제가 있습니다.피지.org

한편 식물은, 결함을 가진 생식 세포가 일정 수 있어도 살아남는 경우가 많아,"오류 포함"의 과정을 통째로 관찰하기 쉬운것이 강점입니다.

이번처럼 식물에서 발견된 메커니즘을 실마리로 삼으면,

• 왜 어떤 사람은 난자·정자에서 염색체 이상이 발생하기 쉬운지

• 어느 단계에서 "크로스오버의 균형"이 무너지고 있는지

와 같은 의문에 대해, 이전보다 더 깊이 있는 검증이 가능할 수 있습니다.

5. 작물 육종에의 영향──"목표로 유전자를 섞는" 미래

SCEP3의 발견은 인간의 불임 이해뿐만 아니라,작물 육종에도 직결됩니다.

크로스오버는 원래 "유전자의 셔플 장치"입니다.
농업 현장에서는,

• 병에 강한

• 수확량이 높은

• 맛이 좋은

등의 여러 성질을 하나의 품종에 모으기 위해, 오랜 시간에 걸쳐 교배를 반복해 왔습니다. 이때, 원하는 유전자끼리 잘 결합되는지는 크로스오버의 발생 방식에 달려 있습니다.피지.org

SCEP3의 작용을 이해하고, 경우에 따라 인위적으로 조정할 수 있게 된다면,

• "목표한 염색체 영역에서만" 크로스오버를 증가시키는

• 반대로 "파괴하고 싶지 않은 유전자 조합"을 보호하는

등의 고도의 육종 전략에 길이 열릴지도 모릅니다.

Phys.org의 해설에서도, 연구 대표자인 제임스 히긴스 교수는, 크로스오버가세대를 초월한 올바른 유전의 계승과새로운 유전자 조합의 창출을 동시에 맡고 있다고 강조하며, 이 지식이 새로운 작물 품종의 개발과 인간의 불임 연구 모두에 도움이 된다고 언급하고 있습니다.피지.org

6. SNS에서는 어떤 반응이?

이 뉴스가 확산되면, X(구 Twitter)나 각종 SNS에서는 다양한 목소리가 오가는 모습이 눈에 띌 것입니다. 여기서는 실제로 예상되는 반응을 익명의 "흔한 댓글"로 정리해 보겠습니다.

6-1. 연구자·과학을 좋아하는 사람들의 반응

• "또 시로이누나즈나가 해냈다. 기초 연구의 왕이다."

• "인간에서 직접 볼 수 없는 과정을 식물 측에서 접근하는 발상이 좋다."

• "크로스오버 간섭의 분자 기반을 잡은 것은 크다. 모델화가 진전될 것 같다."

기초 생물학의 관점에서는,
"크로스오버가 어떻게 '균일화'되는가"라는 오랜 수수께끼에 한 걸음 다가선 점이 평가되어, "감수분열 연구의 교과서가 업데이트될 것"이라는 긍정적인 댓글이 많이 보일 것 같습니다.

6-2. 불임에 고민하는 당사자·일반 사용자들의 반응

• "유산의 원인의 일부가, 이런 '보이지 않는 오류'라고 들으니 조금 위로가 된다."

• "자신을 탓해왔지만, 염색체의 분배 실수라고 하면 '운'의 요소도 있다고 생각할 수 있다."

• "이 연구가 곧바로 치료로 이어지지 않는 것은 알지만, 희망을 느낀다."

불임 치료 현장에서는, 검사해도 분명한 원인이 밝혀지지 않는 "원인 불명 불임"이 큰 문제입니다. 크로스오버의 제어 이상이라는 시점이 확산되면, "내 탓이다"라고 자책하기 쉬운 당사자에게, 다른 이해의 틀을 제공할 수 있을지도 모릅니다.

6-3. 윤리나 기술에 대한 우려

한편, 이런 신중한 의견도 상상할 수 있습니다.

• "크로스오버를 인위적으로 컨트롤할 수 있게 되면, '디자이너 베이비'에 가까워지지 않을까?"

• "작물에서도 유전자 변형과 어떻게 선을 그을지가 궁금하다."

현 단계에서 이 연구가 곧바로 인간의 생식 의료에 응용되는 것은 아니지만, "유전의 셔플을 설계한다"는 발